DE1292010B

DE1292010B - Hydrodynamic torque conversion for motor vehicles

Info

Publication number: DE1292010B
Application number: DEB56596A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1960-02-10
Filing date: 1960-02-10
Publication date: 1969-04-03

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hydrodynamische Drehmomentwandlung für Kraftfahrzeuge, bei der mehrere hydraulische Drehmomentwandler für verschiedene Fahrbereiche ausgelegt, selbsttätig einzeln oder zusammen ein- und ausschaltbar und die Pumpenräder auf der Antriebswelle befestigt sind, während die Turbinenräder auf die Abtriebswelle arbeiten Bekannte Einrichtungen dieser Gattung für die Verwendung zum Antrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere Diesellokomotiven (französische Patentschrift 1162 981), weisen zwei oder - drei Drehmomentwandler auf, die für die verschiedenen Fahrbereiche vorgesehen sind. Beispielsweise dienen ein oder zwei zusammengeschaltete Wandler zum Anfahren, Rangieren oder zur Bewältigung von Steigungen. Sie arbeiten also in einem Fahrbereich, in dem geringere Geschwindigkeiten und höhere Drehmomente gefordert werden. Ein weiterer Wandler ist für den Fahrbereich höherer Geschwindigkeiten bei kleinerem Drehmoment ausgelegt. Dabei sitzen die Pumpenräder aller Wandler auf einer gemeinsamen Welle, die vom Antriebsmotor angetrieben ist. Entsprechend ihrer Bestimmung arbeiten die Wandler mit ihren Turbinenrädern über den jeweiligen Fahrbereichen angepaßte Zahnradvorgelege auf die Abtriebswelle, und zwar sind die Untersetzungen für den Fahrbereich geringerer Geschwindigkeit größer gewählt als die für den Fahrbereich größerer Geschwindigkeit. Das Zu- und Abschalten der Wandler, d. h. das Wählen der Geschwindigkeitsbereiche, erfolgt selbsttätig durch Füllen und Entleeren der Wandler mit Hydraulikflüssigkeit. Dementsprechend sind die Turbinenräder der einzelnen Wandler stets getrieblich mit der Abtriebswelle verbunden, und die Wandler üben zugleich die Funktion von Kupplungen aus, denn sie werden nur durch Füllen und Entleeren zu- oder abgeschaltet.The invention relates to a hydrodynamic torque converter for motor vehicles in which several hydraulic torque converters are designed for different driving ranges, can be switched on and off automatically individually or together and the pump wheels are attached to the drive shaft while the turbine wheels work on the output shaft The use for driving rail vehicles, especially diesel locomotives (French patent specification 1162 981), have two or three torque converters, which are provided for the different driving areas. For example, one or two interconnected converters are used for starting up, maneuvering or for negotiating inclines. So you are working in a driving range in which lower speeds and higher torques are required. Another converter is designed for the driving range of higher speeds with lower torque. The pump wheels of all converters sit on a common shaft that is driven by the drive motor. According to their determination, the converters work with their turbine wheels on the output shaft via gear reduction gears that are adapted to the respective driving ranges. The converter is switched on and off, ie the speed range is selected, by filling and emptying the converter with hydraulic fluid. Accordingly, the turbine wheels of the individual converters are always geared to the output shaft, and the converters also perform the function of clutches, because they are only switched on or off by filling and emptying.

Zum Füllen und Entleeren der Wandler mit Hydraulikflüssigkeit werden besondere Einrichtungen, wie beispielsweise Füllpumpen, Leitungen, Flüssigkeitsvorratsbehälter und die erforderlichen Steuer- und Regelvorrichtungen benötigt. Nachteilig ist ferner, daß das Füllen und Entleeren einen gewissen Zeitablauf erfordert und daher der übergang von einem Fahrbereich auf den anderen verzögert wird. Auf Grund dieser technischen Eigenheiten sind derartige hydrodynamische Wandlereinrichtungen für die Anwendung bei Kraftfahrzeugen ungeeignet, bei denen es darauf ankommt, möglichst platzsparende kleine Aggregate vorzusehen, und bei denen das Umschalten auf den nächsten Fahrbereich in Sekundenbruchteilen möglich sein muß.For filling and emptying the converter with hydraulic fluid special equipment, such as filling pumps, lines, liquid storage tanks and the necessary control and regulating devices are required. Another disadvantage is that filling and emptying requires a certain amount of time and therefore the transition is decelerated from one driving area to the other. Because of this technical Such hydrodynamic converter devices are peculiarities for the application unsuitable for motor vehicles where it is important to save as much space as possible to provide small aggregates, and with which switching to the next driving range must be possible in fractions of a second.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten hydrodynamischen Wandler-Systeme in einer für Kraftfahrzeuge besonders einfachen und geeigneten Ausführung auszubilden.The invention is based on the object of the known hydrodynamic Converter systems in a particularly simple and suitable design for motor vehicles to train.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer hydrodynamischen Drehmomentwandlung der genannten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Turbinenräder mittels je einer mechanischen Kupplung unmittelbar mit der axial auf einer Linie mit der Antriebswelle liegenden Abtriebswelle verbindbar sind und daß das bzw. die nicht unmittelbar auf der Abtriebswelle gelagerten Turbinenräder über ein Zahnradvorgelege mit der bzw. den zugehörigen Kupplungshälften der auf der Abtriebswelle sitzenden Kupplungen in. Verbindung stehen. Der technische Fortschritt dieser Ausbildungsweise besteht darin, daß zum Ein- und Ausschalten der Wandler diese nicht erst mit Hydraulikflüssigkeit gefüllt oder entleert zu werden brauchen. Die durch diese zeitraubenden Vorgänge verursachte Verzögerung des übergangs von einem Fahrbereich zum anderen entfällt; ferner kann auf die zum Füllen und Entleeren der Wandler erforderlichen Hilfseinrichtungen verzichtet werden. Daraus ergibt sich ein geringerer Platzbedarf, Gewichtsersparnis und Verminderung des technischen Aufwandes. Da die einzelnen Wandler in ihren Abmessungen den Fahrbereichen, in denen sie arbeiten, angepaßt sind, werden keine Zahnradstufengetriebe benötigt. Das bzw: die nicht unmittelbar auf der Abtriebswelle gelagerten Turbinenräder stehen lediglich über je ein Zahnradvorgelege mit der bzw. den zugehörigen Kupplungshälften der auf der Abtriebswelle sitzenden Kupplung bzw. Kupplungen in Verbindung.To solve this problem, a hydrodynamic torque conversion proposed according to the invention of the type mentioned that the turbine wheels by means of each a mechanical coupling directly with the axially in line with the drive shaft lying output shaft can be connected and that the or not directly on the output shaft mounted turbine wheels via a gear reduction with the resp. the associated coupling halves of the couplings seated on the output shaft stay in contact. The technical progress of this type of training persists in the fact that to switch the converter on and off, this does not have to be done with hydraulic fluid need to be filled or emptied. The result of these time-consuming processes there is no delay in the transition from one driving area to the other; Furthermore, the auxiliary equipment required for filling and emptying the converter can be accessed be waived. This results in a lower space requirement and weight savings and reduction of the technical effort. As the individual transducers in their dimensions are adapted to the driving ranges in which they work, no gear stepped transmissions are used needed. That or: the turbine wheels that are not directly supported on the output shaft are only available via one gear train with the associated coupling halves the clutch or clutches seated on the output shaft.

Bei der Verwendung von drei Wandlern sind bei der Erfindung sieben Fahrbereiche zu erzielen.If three transducers are used in the invention, there are seven To achieve driving ranges.

Die Verwendung von mechanischen Schaltkupplungen ist bei Wandlern für Fahrzeuge bereits bekannt (USA.-Patentschrift 2 089 590); hier handelt es sich um einen hydrodynamischen Wandler und eine hydrodynamische Kupplung, deren Pumpenräder auf der Antriebswelle sitzen. Das Turbinenrad des Wandlers ist mit der Abtriebswelle fest verbunden, während das Leitrad durch Verschieben mittels eines Servomotors unwirksam gemacht werden kann. Das Turbinenrad der hydrodynamischen Kupplung ist durch eine von einem Servomotor betätigte Schaltkupplung mit der Abtriebswelle verbindbar. Zweck dieses Getriebes ist es, mit dem Wandler allein anzufahren und die höheren Fahrzeuggeschwindigkeiten mit dem Wandler als Kupplung und zusätzlich mit der hydrodynamischen Kupplung zu fahren.The use of mechanical clutches is with converters already known for vehicles (U.S. Patent 2,089,590); here it is a hydrodynamic converter and a hydrodynamic coupling, their pump wheels sit on the drive shaft. The converter turbine wheel is connected to the output shaft firmly connected, while the stator is moved by means of a servo motor can be made ineffective. The turbine wheel of the hydrodynamic coupling is Can be connected to the output shaft by a clutch operated by a servomotor. The purpose of this gearbox is to start with the converter alone and the higher ones Vehicle speeds with the converter as a clutch and additionally with the hydrodynamic one Clutch to drive.

Ferner ist noch eine Antriebsanordnung für Schienenfahrzeuge bekannt, bei der eine Anzahl von Wandlern, die starr auf die Treibachse arbeiten, durch Füllen oder Entleeren wahlweise zu- oder abgeschaltet werden können, je nachdem, .ob zum Anfahren oder zur überwindung von Steigungen ein höheres Drehmoment oder nur zur Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Geschwindigkeit in der Ebene ein geringeres Drehmoment erforderlich ist (deutsche Patentschrift 603 207).Furthermore, a drive arrangement for rail vehicles is known, in which a number of transducers that work rigidly on the drive axis, by filling or emptying can optionally be switched on or off, depending on whether the Start-up or to overcome inclines a higher torque or only for Maintaining a steady speed on the plane is less Torque is required (German patent specification 603 207).

Diese bekannten Einrichtungen sind jedoch zur Lösung der hier gestellten Aufgabe - Benutzung der Wandler zur stufenlosen Anpassung an die Anforderungen der Fahrverhältnisse unter Verzicht auf ein schaltbares Stufengetriebe oder starrer Stufenvorgelege - ungeeignet und vermitteln keine Hinweise zur Erkenntnis der hier vorgeschlagenen Erfindung.However, these known devices are to solve the problem presented here Task - Using the converter for stepless adaptation to the requirements of the Driving conditions without a switchable gearbox or more rigid Stepped transmission - unsuitable and do not provide any information on recognizing the here proposed invention.

Alle bekannten, mit hydrodynamischen Drehmomentwandlern arbeitenden Fahrzeuggetriebe benötigen zur Bestreichung der verschiedenen Fahrbereiche mindestens zwei, jedoch in der Regel mehrere Stufengetriebe, weil die Wandler nur bei einer bestimmten Drehzahl, für die sie ausgelegt sind, einen guten Wirkungsgrad aufweisen. Bei den bekannten Getrieben dieser Art, insbesondere für Kraftfahrzeuge, folgt auf den Antriebsmotor ein hydrodynamischer Drehmomentwandler, der für die Höchstgeschwindigkeit ausgelegt ist. Sein Kupplungspunkt liegt demzufolge bei der maximalen Motordrehzahl.All known working with hydrodynamic torque converters Vehicle transmissions need at least to cover the various driving areas two, but usually several step gears, because the converters are only available in one certain speed for which they are designed, have a good efficiency. In the known transmissions of this type, especially for motor vehicles, follows the drive motor is a hydrodynamic torque converter that is responsible for top speed is designed. Its coupling point is therefore at the maximum engine speed.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in drawing shown and described in more detail below.

Auf der Antriebswelle a sitzen die Pumpenräder b und c der beiden Wandler. Das Turbinenrad d des großen Wandlers ist, mit dem Zahnrad f fest verbunden, drehbar auf der Welle a gelagert. Von dem Zahnrad f wird das Moment des großen Wandlers über die Zahnräder h und i der Vorgelegewelle g auf das Zahnrad k übertragen, welches fest verbunden mit der antriebsseitigen Hälfte der Kupplung m frei drehbar auf der Antriebswelle l gelagert ist. Diese Kupplung m überträgt das Moment des großen Wandlers auf die Welle 1.The pump wheels b and c of the two converters sit on the drive shaft a. The turbine wheel d of the large converter is firmly connected to the gear wheel f and is rotatably mounted on the shaft a. The torque of the large converter is transmitted from the gearwheel f via the gearwheels h and i of the countershaft g to the gearwheel k, which is permanently connected to the drive-side half of the clutch m and is freely rotatable on the drive shaft l. This clutch m transmits the torque of the large converter to shaft 1.

Das Turbinenrad e des kleinen Wandlers, mit der antriebsseitigen Hälfte der Kupplung n fest verbunden, ist frei drehbar auf der Abtriebswelle 1 gelagert. Diese Kupplung n überträgt das Moment des kleinen Wandlers auf die Abtriebswelle 1.The turbine wheel e of the small converter, with the drive-side half the clutch n is firmly connected, is freely rotatable on the output shaft 1. This clutch n transmits the torque of the small converter to the output shaft 1.

Die abtriebsseitigen Hälften der Kupplungen m und h sind auf der Antriebswelle 1 in Umlaufrichtung fest verbunden, jedoch axial verschiebbar angeordnet.The halves of the clutches m and h on the output side are fixedly connected to the drive shaft 1 in the direction of rotation, but are arranged to be axially displaceable.

Die Kupplungen m und n können elektromagnetische Kupplungen oder Planetengetriebe mit elektromagnetisch betätigbaren Bremsen sein.The clutches m and n can be electromagnetic clutches or planetary gears with electromagnetically actuated brakes.

Der Rückwärtsgang wird durch gleichzeitiges Verschieben des Zahnrades i und des Radpaares o-p ge- schaltet.The reverse gear is i by simultaneously moving the gear and the wheel pair op overall on.

Bis zum ersten Drittel des Drehzahlbereichs sind beide Wandler b, d und c, e eingeschaltet. Im folgenden Drehzahlbereich von einem Drittel bis zwei Dritteln ist nur der große Wandler b, d eingeschaltet, während in dem Bereich von zwei Dritteln bis zur maximalen Drehzahl nur der kleine Wandler c, e eingeschaltet ist. In allen drei Bereichen arbeiten die Wandler mit einem günstigen Wirkungsgrad. Stufengetriebe sind daher nicht erforderlich. Both converters b, d and c, e are switched on up to the first third of the speed range. In the following speed range from one third to two thirds only the large converter b, d is switched on, while in the range from two thirds to the maximum speed only the small converter c, e is switched on. The converters work with a favorable degree of efficiency in all three areas. Multi-step transmissions are therefore not required.

Claims

Claim: Hydrodynamic torque conversion for motor vehicles, in which several hydraulic torque converters are designed for different driving ranges, can be switched on and off automatically individually or together, and the pump wheels are attached to the drive shaft while the turbine wheels work on the output shaft, characterized in that the turbine wheels (d , e) can be connected directly to the output shaft (1), which is axially in line with the drive shaft (a), by means of a mechanical coupling (m, n) each, and that the turbine wheel (s) not directly supported on the output shaft (0) (i.e. ) are connected to the associated coupling halves of the couplings (m) located on the output shaft (1J) via a gear train (f, g, h, i, k).